DE20004803U1 - Device for the detection of flat material edges - Google Patents
Device for the detection of flat material edgesInfo
- Publication number
- DE20004803U1 DE20004803U1 DE20004803U DE20004803U DE20004803U1 DE 20004803 U1 DE20004803 U1 DE 20004803U1 DE 20004803 U DE20004803 U DE 20004803U DE 20004803 U DE20004803 U DE 20004803U DE 20004803 U1 DE20004803 U1 DE 20004803U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- converging lens
- light source
- edge
- flat material
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/04—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H7/00—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
- B65H7/02—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
- B65H7/14—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors by photoelectric feelers or detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/028—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
- B65H2511/50—Occurence
- B65H2511/51—Presence
- B65H2511/514—Particular portion of element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
- B65H2515/60—Optical characteristics, e.g. colour, light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2553/00—Sensing or detecting means
- B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
- B65H2553/41—Photoelectric detectors
- B65H2553/414—Photoelectric detectors involving receptor receiving light reflected by a reflecting surface and emitted by a separate emitter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2553/00—Sensing or detecting means
- B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
- B65H2553/41—Photoelectric detectors
- B65H2553/416—Array arrangement, i.e. row of emitters or detectors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2557/00—Means for control not provided for in groups B65H2551/00 - B65H2555/00
- B65H2557/50—Use of particular electromagnetic waves, e.g. light, radiowaves or microwaves
- B65H2557/51—Laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/10—Handled articles or webs
- B65H2701/13—Parts concerned of the handled material
- B65H2701/131—Edges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion einer Flachgutkante, z.B. einer Papierbogen-Kante, mit einer Sammellinse, einer in der optischen Achse der Sammellinse angeordneten, im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle, einer Strahlteiler-Einheit, die eine Transmissions-Eingangsöfmung, eine Reflexions-Ausgangsöffhung und eine Transmissions-Ausgangs- und Reflexions-Eingangsöffhung umfaßt, und einem optischen Sensorelement, an das eine Komparator-Einheit angeschlossen ist, wobei die im wesentlichen punktförmige Lichtquelle im Abstand der doppelten Brennweite der Sammellinse von dieser entfernt und die Strahlteiler-Einheit zwischen der im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle und der Sammellinse angeordnet ist, und wobei das optische Sensorelement auf die Reflexions-Ausgangsöffhung der Strahlteiler-Einheit gerichtet ist.The invention relates to a device for detecting the edge of a flat product, e.g. the edge of a sheet of paper, with a converging lens, a substantially point-shaped light source arranged in the optical axis of the converging lens, a beam splitter unit which comprises a transmission input opening, a reflection output opening and a transmission output and reflection input opening, and an optical sensor element to which a comparator unit is connected, wherein the substantially point-shaped light source is spaced from the converging lens at a distance of twice the focal length of the converging lens and the beam splitter unit is arranged between the substantially point-shaped light source and the converging lens, and wherein the optical sensor element is directed towards the reflection output opening of the beam splitter unit.
Bisher bekannte Einrichtungen zur Detektion von Flachgutkanten beruhen in den meisten Fällen auf dem Meßprinzip der optischen Triangulation, bei dem ein schräg auf das Flachgut einfallender Lichtstrahl reflektiert und in einem in Reflexionsstellung angeordneten, optischen Sensorelement detektiert wird. Während des Detektionsvorganges wird entweder das Flachgut oder die Detektionsvorrichtung bewegt. Die auf diese Weise lokalisierbare Kante hat aufgrund des schrägen Lichteinfalls einen relativ unscharfen Intensitätsverlauf im optischen Sensorelement zur Folge, woraus sich eine relativ hohe Ungenauigkeit und eine geringe Empfindlichkeit bei der Bestimmung der Lage der Kante gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl ergibt.Previously known devices for detecting the edges of flat goods are in most cases based on the measuring principle of optical triangulation, in which a light beam incident on the flat goods at an angle is reflected and detected in an optical sensor element arranged in the reflection position. During the detection process, either the flat goods or the detection device is moved. The edge that can be localized in this way results in a relatively blurred intensity profile in the optical sensor element due to the oblique incidence of the light, which results in a relatively high level of inaccuracy and low sensitivity when determining the position of the edge in relation to the incident light beam.
Ein weiteres Problem bekannter Kantendetektions-Vorrichtungen besteht darin, daß bei einem Untergrund aus gleichartigem Material oder bei sehr kontrastarmem Flachgut, z.B. bei Glasplatten, die Kantendetektion erschwert wird.Another problem with known edge detection devices is that edge detection is made more difficult when the substrate is made of the same material or when the flat material has very little contrast, e.g. glass plates.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Detektions-Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine sehr empfindliche und sehr genaue Kantenerkennung des Flachguts verwirklicht werden kann.The object of the invention is therefore to provide a detection device of the type mentioned at the beginning, with which a very sensitive and very precise edge detection of the flat material can be realized.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Detektions-Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Kanten auch auf sehr kontrastarmem Untergrund erkennbar sind.Another object of the invention is to provide a detection device with the help of which edges can be recognized even on very low-contrast backgrounds.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß auf der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite der Sammellinse im Abstand der doppelten Brennweite von der Sammellinse entfernt ein Bereich zur Detektion der Flachgutkante ausgebildet ist, wobei beim Auftreffen des im Detektionsbereich fokussierten Lichtstrahls der im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle auf eine Kante einer mit einem Normalabstand in der Größe der doppelten Brennweite von der Sammellinse entfernten Flachgutoberfläche die von der Flachgutkante reflektierte Lichtintensität ein Sensorsignal hervorruft, das einen vorbestimmbaren Schwellwert der Komparator-Einheit überschreitet.According to the invention, this is achieved in that an area for detecting the edge of the flat material is formed on the side of the collecting lens opposite the light source at a distance of twice the focal length from the collecting lens, wherein when the light beam of the essentially point-shaped light source focused in the detection area strikes an edge of a flat material surface at a normal distance of twice the focal length from the collecting lens, the light intensity reflected from the edge of the flat material causes a sensor signal which exceeds a predeterminable threshold value of the comparator unit.
Durch die Fokussierung des von der punktförmigen Lichtquelle ausgesandten Lichtes im Abstand der doppelten Sammellinsen-Brennweite von der Sammellinse wird erreicht, daß das gesamte von der Flachgutkante durch die Sammellinse zurückreflektierteBy focusing the light emitted by the point light source at a distance of twice the focal length of the collecting lens from the collecting lens, it is achieved that the entire light reflected back from the edge of the flat material by the collecting lens
Licht im optischen Sensorelement konzentriert wird. Eine nicht exakt im rechten Winkel zur Flachgutoberfläche vorgenommene Ausrichtung der optischen Achse der Sammellinse hat daher nur schwache Auswirkungen auf die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Light is concentrated in the optical sensor element. An alignment of the optical axis of the collecting lens that is not exactly at a right angle to the surface of the flat material therefore has only a slight effect on the sensitivity of the device according to the invention.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die im wesentlichen punktfbrmige Lichtquelle durch eine Laser-Diode und das optische Sensorelement durch einen Photo-Transistor oder eine Photo-Diode gebildet sind.In a further embodiment of the invention, it can be provided that the essentially point-shaped light source is formed by a laser diode and the optical sensor element is formed by a phototransistor or a photodiode.
Eine Laser-Diode stellt eine für die Anwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr gute Näherung einer punktförmigen Lichtquelle dar, während ein Photo-Transistor oder eine Photo-Diode sehr gut auf die Wellenlänge des von der Photo-Diode ausgesandten Lichtes abgestimmt werden kann.A laser diode represents a very good approximation of a point-shaped light source for use in the device according to the invention, while a phototransistor or a photodiode can be very well tuned to the wavelength of the light emitted by the photodiode.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabeiThe invention is explained in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. It shows
Fig.l eine schematische Darstellung des Strahlengangs bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig.l is a schematic representation of the beam path in an embodiment of the device according to the invention;
Fig.2 eine schematische Darstellung des Wirkungsprinzips einer Kantendetektions-Vorrichtung gemäß Stand der Technik;Fig.2 is a schematic representation of the operating principle of an edge detection device according to the prior art;
Fig.3 eine schematische Darstellung des Wirkungsprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig.3 is a schematic representation of the operating principle of the device according to the invention;
Fig.4 eine seitliche Ansicht einer PapierbefÖrderungs-Einrichtung mit einer weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung undFig.4 is a side view of a paper conveying device with a further embodiment of the device according to the invention and
Fig.5 eine teilweise Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig.4.Fig.5 is a partial plan view of the device according to Fig.4.
Fig.l zeigt eine Vorrichtung zur Detektion der Kante eines Flachguts 5, welche aus einer Sammellinse 4, einer in der optischen Achse 20 der Sammellinse 4 angeordneten, im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle 1, einer Strahlteiler-Einheit 3 und einem optischen Sensorelement 2 besteht, welches das auf dieses auftreffende Licht in ein elektrisches Signal wandelt und an eine Komparator-Einheit 19 angeschlossen ist. In der Komparator-Einheit 19 kann ein vorbestimmbarer Schwellwert eingestellt werden, dessen Überschreiten erkannt und an ein Steuersystem weitergeleitet wird, sodaß bei geeigneter Wahl des Schwellwertes das Vorhandensein einer Flachgutkante erkennbar ist.Fig. 1 shows a device for detecting the edge of a flat product 5, which consists of a converging lens 4, an essentially point-shaped light source 1 arranged in the optical axis 20 of the converging lens 4, a beam splitter unit 3 and an optical sensor element 2, which converts the light incident on it into an electrical signal and is connected to a comparator unit 19. A predeterminable threshold value can be set in the comparator unit 19, the exceedance of which is detected and forwarded to a control system, so that with a suitable selection of the threshold value, the presence of a flat product edge can be recognized.
Die optische Achse 20 ist im wesentlichen normal auf das zu detektierende Flachgut 5 gerichtet, das eine direkt oder diffus reflektierende Oberfläche aufweist. Für eine Detektion geeignetes Flachgut ist beispielsweise ein Papierbogen, eine Glasplatte, eine Kunststoffolie oder ähnliches direkt oder diffus reflektierendes Material. Über die Detektion der Kante kann etwa die relative Lage eines in Bewegung befindlichen Flachgutes gegenüber einem ruhenden Koordinatensystem oder z.B. der Konturenverlauf eines ruhenden Flachgutes mit Hilfe einer bewegten Detektionsvorrichtung bestimmt werden, indem die Detektionsvorrichtung mit einer die Flachgutkante abtastenden Zick-Zack-Bewegung entlang des Umrisses des Flachgutes geführt und bei jeder Kantendetektion die Koordinaten gespeichert und daraus der Verlauf des Umrisses berechnet wird.The optical axis 20 is directed essentially perpendicularly to the flat material 5 to be detected, which has a directly or diffusely reflective surface. Flat material suitable for detection is, for example, a sheet of paper, a glass plate, a plastic film or similar directly or diffusely reflective material. By detecting the edge, the relative position of a flat material in motion compared to a stationary coordinate system or, for example, the contour of a stationary flat material can be determined with the aid of a moving detection device by guiding the detection device along the outline of the flat material with a zigzag movement that scans the edge of the flat material and storing the coordinates for each edge detection and calculating the outline from this.
Bei der in Fig.l gezeigten Ausführungsform ist die im wesentlichen punktförmige Lichtquelle durch eine Laser-Diode 1 gebildet, die im Abstand der doppelten Brennweite 2f der Sammellinse 4 von dieser entfernt angeordnet ist.In the embodiment shown in Fig. 1, the essentially point-shaped light source is formed by a laser diode 1 which is arranged at a distance of twice the focal length 2f of the collecting lens 4 from the latter.
Eine zwischen der Laser-Diode 1 und der Sammellinse 4 angeordnete Strahlteiler-Einheit 3 weist z.B. in ihrem Inneren einen um 45° gegen die optische Achse 20 geneigten, halbdurchlässigen Spiegel 7 auf, der den von der Laser-Diode 1 ausgehenden Strahlkegel bis auf eine Intensitätschwächung ungehindert passieren läßt. Andere bekannte Methoden der Strahlteilung, z.B. ein Prismen-Strahlteiler, können ebenso angewandt werden.A beam splitter unit 3 arranged between the laser diode 1 and the converging lens 4 has, for example, a semi-transparent mirror 7 inside it which is inclined at 45° to the optical axis 20 and which allows the beam cone emanating from the laser diode 1 to pass through unhindered except for a reduction in intensity. Other known methods of beam splitting, e.g. a prism beam splitter, can also be used.
Es tritt das von der Laser-Diode 1 symmetrisch um die optische Achse 20 ausgestrahlte Licht durch eine Transmissions-Eingangsöffhung 8 in die Strahlteiler-Einheit 3 ein, verläßt diese durch eine Transmissions-Ausgangs- und Reflexions-Eingangsöffnung 9 und wird durch die Sammellinse 4 auf einen im Abstand der doppelten Brennweite 2f entfernten Punkt auf der der punktförmigen Lichtquelle 1 gegenüberliegenden Seite der Sammellinse 4 fokussiert, der erfindungsgemäß einen Detektionsbereich 32 definiert.The light emitted by the laser diode 1 symmetrically about the optical axis 20 enters the beam splitter unit 3 through a transmission input opening 8, leaves the latter through a transmission output and reflection input opening 9 and is focused by the converging lens 4 onto a point at a distance of twice the focal length 2f on the side of the converging lens 4 opposite the point-shaped light source 1, which point defines a detection area 32 according to the invention.
Das von der Sammellinse 4 fokussierte Licht wird vom Flachgut 5, dessen Oberfläche im wesentlichen normal zur optischen Achse 20 orientiert ist, in die Transmissions-Ausgangs- und Reflexions-Eingangsöffnung 9 des Strahlteilers 3 zurückreflektiert bzw. zurückgestreut. Ein Teil des zurückreflektierten bzw. zurückgestreuten Lichtes wird am halbdurchlässigen Spiegel 7 reflektiert und gelangt über die Reflexions-Ausgangsöffhung 10 des Strahlteilers 3 in das normal zur optischen Achse 20 ausgerichtete Lichtsensorelement, das im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel durch einen Photo-Transistor 2 oder eine Photo-Diode gebildet und das - entlang der optischen Achse der Sammellinse 4 und entlang der optischen Achse des Sensorelements 2 gemessen - im Abstand der doppelten Brennweite 2f von der Sammellinse 4 angeordnet ist.The light focused by the collecting lens 4 is reflected or scattered back by the flat material 5, the surface of which is oriented essentially normal to the optical axis 20, into the transmission output and reflection input opening 9 of the beam splitter 3. Part of the reflected or scattered light is reflected by the semi-transparent mirror 7 and passes via the reflection output opening 10 of the beam splitter 3 into the light sensor element which is oriented normal to the optical axis 20 and which, in the exemplary embodiment shown, is formed by a phototransistor 2 or a photodiode and which - measured along the optical axis of the collecting lens 4 and along the optical axis of the sensor element 2 - is arranged at a distance of twice the focal length 2f from the collecting lens 4.
Der Photo-Transistor 2 oder die Photo-Diode wandelt das auf ihn auftreffende Licht in ein elektrisches Signal um und führt es der Komparator-Einheit 19 zu, in der das Sensorsignal mit einem Schwellwert verglichen wird.The phototransistor 2 or the photodiode converts the light incident on it into an electrical signal and feeds it to the comparator unit 19, in which the sensor signal is compared with a threshold value.
Liegt eine diffus oder direkt reflektierende Oberfläche eines Flachgutes genau im Abstand 2f von der Sammellinse 4 entfernt vor, so tritt das zurückreflektierte bzw. zurückgestreute Licht im Photo-Transistor 2 mit einer im Vergleich zu anderen Normalabständen sehr viel größeren Intensität auf und überschreitet die Komparatorschwelle.If a diffusely or directly reflecting surface of a flat material is located at exactly a distance 2f from the collecting lens 4, the reflected or scattered light occurs in the phototransistor 2 with a much greater intensity compared to other normal distances and exceeds the comparator threshold.
Auf diese Weise kann das Eintreten einer Flachgut-Kante in den Detektionsbereich 32 detektiert werden.In this way, the entry of a flat material edge into the detection area 32 can be detected.
Durch die besondere Wahl der Strahlgeometrie wird erreicht, daß das gesamte in einem durch den Durchmesser der Sammellinse 4 definierten Winkelbereich reflektierte Licht auf das optische Sensorelement 2 fokussiert wird. Dadurch wird das reflektierte Licht in einem bestimmten Bereich unempfindlich gegen eine nicht exakt im rechten Winkel vorliegende Ausrichtung der optischen Achse gegenüber der zu detektierenden Oberfläche. The special choice of beam geometry ensures that all of the light reflected in an angular range defined by the diameter of the collecting lens 4 is focused on the optical sensor element 2. As a result, the reflected light in a certain area becomes insensitive to an alignment of the optical axis that is not exactly at a right angle to the surface to be detected.
Außerhalb des durch die Entfernung 2f der doppelten Brennweite definierten Detektionsbereiches 32 nimmt die in das optische Sensorelement 2 zurückreflektierte bzw. zurückgestreute Lichtintensität quadratisch mit dem Abstand vom Fokussierungspunkt ab, sodaß der vorbestimmte Schwellwert der Komparator-Einheit 19 nicht überschritten wird.Outside the detection area 32 defined by the distance 2f of twice the focal length, the light intensity reflected or scattered back into the optical sensor element 2 decreases quadratically with the distance from the focusing point, so that the predetermined threshold value of the comparator unit 19 is not exceeded.
Eine Flachgutkante, die in einem größeren oder kleineren Abstand von der Sammellinse 4 in den Detektionsbereich 32 eintritt, wird daher eine relativ kleine Lichtintensität im optischen Sensorelement 2 verursachen und das vom Sensorelement 2 abgegebene Signal wird den Schwellwert der Komparator-Einheit 19 nicht überschreiten. Bei geeigneter Wahl des Schwellwertes kann somit erreicht werden, daß nur Flachgutkanten im Bereich des Abstandes der Linsenbrennweite 2f detektiert werden.A flat product edge that enters the detection area 32 at a greater or smaller distance from the collecting lens 4 will therefore cause a relatively small light intensity in the optical sensor element 2 and the signal emitted by the sensor element 2 will not exceed the threshold value of the comparator unit 19. With a suitable choice of the threshold value, it can thus be achieved that only flat product edges in the range of the distance of the lens focal length 2f are detected.
Die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so hoch, daß selbst eine Entfernungsabweichung in der Größenordnung von einer Papierbogenstärke erkennbar ist, weswegen es auch möglich ist, auf anderen Papierbögen der gleichen Papierqualität aufliegende Papierbogenränder zu detektieren. Das gleiche gilt für die Detektion von Glasplatten, Kunststoffolien o.a. auf mattem Untergrund.The sensitivity of the device according to the invention is so high that even a distance deviation of the order of magnitude of one sheet of paper thickness can be detected, which is why it is also possible to detect edges of paper sheets resting on other sheets of paper of the same paper quality. The same applies to the detection of glass plates, plastic films or the like on a matt background.
Fig.2 zeigt den Strahlengang einer bekannten optischen Kantendetektions-Vorrichtung, die auf dem Prinzip der Triangulation beruht. Ein zur Oberfläche des zu detektierenden Flachgutes geneigt einfallendes, aus parallelen Lichtstrahlen gebildetes Bündel wird auf der Flachgutoberfläche reflektiert bzw. gestreut und von einem in entsprechender Reflexionsstellung angeordneten optischen Sensorelement detektiert. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ergibt sich aufgrund des schrägen Lichteinfalls nur ein relativ unscharfer Übergang von der Reflexionsrichtung A auf die Reflexionsrichtung B und daher z.B. bei schnell bewegtem Flachgut eine relativ hohe Unsicherheit bei der Erkennung der Flachgutkante.Fig.2 shows the beam path of a known optical edge detection device based on the principle of triangulation. A bundle of parallel light rays that is inclined to the surface of the flat material to be detected is reflected or scattered on the surface of the flat material and detected by an optical sensor element arranged in the corresponding reflection position. As can be seen from Fig.2, the oblique incidence of light results in only a relatively blurred transition from reflection direction A to reflection direction B and therefore, for example in the case of fast-moving flat material, there is a relatively high degree of uncertainty in detecting the edge of the flat material.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsteht hingegen nur dann eine hohe zurückgestreute Intensität, wenn die Oberfläche des Flachgutes 5 in der Entfernung der doppelten Linsenbrennweite 2f liegt, während der Lichtkegel des durch die Sammellinse 4 fokussierten Lichtstrahls außerhalb dieser Entfernung dafür sorgt, daß die auftreffende Lichtintensität nicht mehr punkt- sondern scheibchenfbrmig verteilt ist und daher im optischen Sensorelement 2 eine stark herabgesetzte reflektierte Intensität auftritt.In the device according to the invention, however, a high backscattered intensity only occurs when the surface of the flat material 5 is at a distance of twice the lens focal length 2f, while the light cone of the light beam focused by the converging lens 4 outside this distance ensures that the incident light intensity is no longer distributed in a point-like manner but in a disk-like manner and therefore a greatly reduced reflected intensity occurs in the optical sensor element 2.
Fig.4 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Aufeinander aufliegende Papierbögen, von denen zwei Papierbögen 5, 6 in Fig.4 dargestellt sind, werden nacheinander über zwei gegenüberliegende, gegenläufig rotierende Walzen 10, 11 einer nicht dargestellten Druckeinrichtung zugeführt, wobei benachbarte Papierbögen jeweils um einen bestimmten Abstand zueinander versetzt sind, um so nacheinander in den Einzug der Druckeinrichtung zu gelangen. Für eine gute Druckqualität ist eine sehr genaue Ausrichtung der vorderen Papierbogen-Kanten in einem rechten Winkel zur Vorschubrichtung entscheidend. Bei einer Fehlorientierung des Papierbogens 5, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, wird die Detektionsvorrichtung 21' als erste und die Detektionsvorrichtung 2&Ggr;" als letzte die Kante des Papierbogens 5 melden. Aus dieser zeitlichen Versetzung kann der Grad der Fehlorientierung des Papierbogens 5 berechnet und entsprechende Gegenmaßnahmen bei der weiteren Papierbeförderung eingeleitet werden. Aus diesem Grund ist eine sehr exakte Kantenerkennung erforderlich, da bei hohen Papierfördergeschwindigkeiten bereits geringe Fehler der Kantendetektion eine hohe Fehlorientierung bedeuten.Fig.4 shows an application example for the device according to the invention. Sheets of paper lying on top of one another, two of which are shown in Fig.4 (5, 6), are fed one after the other via two opposing, counter-rotating rollers 10, 11 to a printing device (not shown), with adjacent sheets of paper being offset from one another by a certain distance so that they enter the feeder of the printing device one after the other. For good print quality, very precise alignment of the front edges of the paper sheets at a right angle to the feed direction is crucial. If the paper sheet 5 is misoriented, as shown in Fig. 5, the detection device 21' will be the first to report the edge of the paper sheet 5 and the detection device 2Γ" will be the last to report it. From this temporal offset, the degree of misorientation of the paper sheet 5 can be calculated and appropriate countermeasures can be initiated during further paper transport. For this reason, very precise edge detection is required, since at high paper transport speeds even small errors in edge detection mean a high degree of misorientation.
* &idigr;-&idigr;* &idgr;-&idgr;
Weiters tritt bei der in Fig.4 und 5 gezeigten Walzenanordnung das Problem auf, daß die Kante des Papierbogens 5 auf dem durch den Papierbogen 6 gebildeten Hintergrund erkannt werden muß, was eine Erkennung z.B. auf der Basis von elektronischer Bildverarbeitung aufgrund des geringen vorhandenen Kontrasts unmöglich macht. Durch die sehr empfindliche Fokussierungsbedingung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Kante eines Papierbogens vor dem Hintergrund eines gleichartigen Papierbogens detektiert werden.Furthermore, the problem arises with the roller arrangement shown in Fig. 4 and 5 that the edge of the paper sheet 5 must be detected on the background formed by the paper sheet 6, which makes detection, for example on the basis of electronic image processing, impossible due to the low contrast present. Due to the very sensitive focusing condition of the device according to the invention, the edge of a paper sheet can be detected against the background of a similar paper sheet.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20004803U DE20004803U1 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Device for the detection of flat material edges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20004803U DE20004803U1 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Device for the detection of flat material edges |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20004803U1 true DE20004803U1 (en) | 2000-05-25 |
Family
ID=7938807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20004803U Expired - Lifetime DE20004803U1 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Device for the detection of flat material edges |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20004803U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10219541C1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-12-11 | Koenig & Bauer Ag | Device for detecting a web bridge on a machine processing a web |
| DE102022125103A1 (en) | 2022-09-29 | 2024-04-04 | Koenig & Bauer Ag | Printing machine with non-impact printing device and several height sensors |
-
2000
- 2000-03-16 DE DE20004803U patent/DE20004803U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10219541C1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-12-11 | Koenig & Bauer Ag | Device for detecting a web bridge on a machine processing a web |
| DE102022125103A1 (en) | 2022-09-29 | 2024-04-04 | Koenig & Bauer Ag | Printing machine with non-impact printing device and several height sensors |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2256736C3 (en) | Measuring arrangement for the automatic testing of the surface quality and evenness of a workpiece surface | |
| DE19960653B4 (en) | Method and device for the detection or orientation of edges | |
| DE3642377A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE THICKNESS OF A FILM OR LEAF-LIKE MATERIAL | |
| DE3926349C2 (en) | ||
| DE10045261B4 (en) | Method and device for detecting the position of a transparent conveyor belt for transporting printing materials and control device for a moving transparent conveyor belt for transporting printing materials | |
| DE2131467B2 (en) | Light deflection device for parallel displacement of a light beam | |
| EP0650911B1 (en) | Apparatus and method for detection of overlapping flexible and flat objects | |
| CH684656A5 (en) | Method and apparatus for detecting and analyzing edges on objects. | |
| EP0069061A1 (en) | Method and device for inspecting web material | |
| DE2344579A1 (en) | DEVICE FOR FINDING DEFECTS IN AREAS OR TRAILS | |
| DE2124444C3 (en) | Method for determining the thickness or width of flat workpieces | |
| DE20004803U1 (en) | Device for the detection of flat material edges | |
| CH668322A5 (en) | DEVICE WITH A TELECENTRIC, F-THETA-CORRECTED LENS FOR CONTACT-FREE MEASUREMENT AND USE OF THIS DEVICE. | |
| EP1721121A1 (en) | Device and method for measuring the thickness of a transparent sample | |
| DE2140752B2 (en) | Device for measuring the optical density of a material web guided in a plane | |
| DE69106064T2 (en) | Method for determining sheets in a stack. | |
| WO1994000778A1 (en) | Process for measuring relative angles | |
| DE2754319C2 (en) | Device for scanning markings on bottle necks | |
| EP1406061A2 (en) | Apparatus and method for detecting the position of impressions | |
| EP1223132B1 (en) | Optoelectric device | |
| DE2146947C3 (en) | Device for the continuous inspection of a photographic film for cracks | |
| DE19812390A1 (en) | Optoelectronic scanning system for documents | |
| DE2152616C3 (en) | Photoelectric device for measuring the optical density of a moving web | |
| DE29811486U1 (en) | Optoelectronic sensor | |
| DE19506456A1 (en) | Control device for monitoring the running of two superimposed paper webs in a paper processing machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20000629 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SENSOR-TECH MESSTECHNIK GMBH, AT Free format text: FORMER OWNER: "MTE" MESSGERAETE, ENTWICKLUNGS- UND VERTRIEBSGESELLSCHAFT M.B.H., WIEN, AT Effective date: 20030310 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20030506 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20061003 |